Плавкий затвор для герметизации контейнеров при химико-термической обработке и способ герметизации контейнера Советский патент 1980 года по МПК C23C9/02 

(54) ПЛАВКИЙ ЗАТВОР ДЛЯ ГБРМЁТИЗАЦИИ КОНТЕЙНЕРОВ ПРИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ И СПОСОБ геРМЕТИЗАЦИИ КОНТЕЙНЕРА Изобретение относится к области химико-термической обработки, в частности к Процессам диффузионного насыщения ий порошковых сред в контейнерах с плавки- ми затворами., Известен способ герметизации контей неров с помощью плавкого затвора с использованием натрийсиликатной глыбы: измельченные куски натрийсиликатного стекла расплавляются в процессе химшсо термической обработки при , обеспечивая герметизацию l. Однако до температуры расплавления плавкого затвора происходит интенсивное газовыделение летучих продуктов из реакционного пространства, ведущее к созданию в нем разрежения (11О-160 мм рт. ст.). Вследствие этого создеиют- ся условия для проникновения (подсоса) воздуха в контейнер и окисления насыщающей шихты, что приводит к усилению истощаемости смеси и более частой ее регенерации, окислению поверхности обрабатываемых изделий, а также к неравномерности глубины диффузионного чэтоя на деталях, расположенных в разных частях контейнера по его высоте. После завершения процесса хиМико-термической обработки контейнеры открывают путем механического разрушения монолитного затвердевшего слоя стеклообразной массы с: помощью молотка и зубила; при этом необходимо соблюдать особые меры индивидуальной безопасности. Наиболее близким техническим решением является плавкий затвор для герметизации контейнеров при газовом хромировании контактным способом, содержащий натрийсиликатное стекло, отрабо- танный карбюризатор и порошковую хромирующую смесь при следующем соотношении компонентов, вес,%: Карбюризатор15-25 Натрийсиликатное стекло30-4 О Хромирующая смесьОстальное 2 . Однако известный состав плавкого «т вора может использоваться только для процесса диффузионного хромирования, и он применим, когда в качестве активаторов в хромирующей смеси используются галогенионные соединения аммония-источ ники атомарного водорода йри нагреве и, следовательно, имеет ограниченное применение. С целью повышения герметичности, облегчения разборки контейнеров и снижения расхода насыщающей смеси предлагается плавкий затвор для диффузионного хромирования и борирования, включающий натрийсиликатное стекло и отработанный карбюризатор, который дополнительно содержит сварочный флюс. (АН-348-А ГОСТ 9087-69) при следующем соотношении компонентов, вес.%: 10-20 Карбюризатор Натрийсиликатное 40-50 стекло Остальное Сварочный флюс Составляющие затвора расположены послойно в следующей последовательности: кapбюpизaтqэ, сварочньй флюс и натрийсиликатное стекло. Предлагаемьй плавкий затвор обеспечивает предохранение насьгща рщей смеси от окисления при нагреве контейнера с деталями до 8ОО С (температура расплавления натросиликатного стекла) за счет выделения над поверхностью реакционного пространства окиси углерода из карбюризатора и облегчение разборки ксжтейнера за счет наличия, во-первых, частиц флюса между затвердевшей стекл образной массой, делающих ее менее прочной и более хрупкой и, во-«торых, слоя карбюризатора, являющегося хороше границей раздела затвора и реакционного ппостранства или материала контейнера (в случае проведения процесса диффузион jioro насыщения в контейнере с крышкой Необходимость содержания карбкриза тора в количестве 10-20% объясняется тем, что отклонения в меньшую или боль шую сторону приводит к спеканию насыщающей смеси и неудовлетворительному честву диффузионных слоев за счет недо статочной герметизации контейнера, в пе вом случае из-за недостатка углерода д связьгаания кислорода воздуха, а вонвто- ром - из-за нарушения сплошности плав кого затвс а при температуре процесса насыщения вследствие уменьшения содер жания натрийсиликатного стекла в его составе. Количество натрийсиликатного стекла 40-50% обусловлено тем, что при меньшем содержании, как уже указывалось, нарушается сплошность плавкого затвора, ухудшается герметичность контейнера и, как следствие, наблюдается окисление поверхности обрабатываемых изделий, спекание насыщающей смеси и уменьшение глубины диффузионного слоя, а при большем - затрудняется разборка контейнера, Сварочньй флюс АН-348-А имеет температуру плавления 11001200 С и при температурах проведения процессов диффузионного насыщения (950-1050 С) находится в предплавильном состоянии. Поверхность частиц флюса, имеющих размеры 0,3-3,0 мм, оплавляется, но аав сохраняют свою форму, и вместе с расплавленным стеклом, затекающим между частицами флюса, офазуют сплошной непроницаемый для воздуха защитный слой, обеспечивающий хорошую герметизацию контейнера. Наличие частиц флюса между стеклом облегчает разборку контейнера после химико термической обработки: достаточно постукивание молотком по затвердевшей поверхности затвора и он разрушается по местам включения частиц флюса. Обработку с применением -предлагаемого плавкого проводят по обычным для хромирования и борирования режимам. Пример. Металлические цилиндрические контейнеры 1.2,3 загружают обьгчным порядком насыщающей смесью для хромирования, ксдатейнеры 4,5,6 насыщающей сме&ью для борнрования. В каждьй кситейнер помещают образцы Ст. 20, Ст. 45, У10, КЧ35-10 к ВЧ45-5. Контейнеры 1 а 4 герметизируют с помсяцью плавкого затвора соотава 1, контейнеры 2 и 5 - состава 1Г, контейнеры 3 и 6 - состава Ш. Содержание компонентов в пла.вком затворе приведено в таблице. Карбюризатор отработанный10 Натрийсиликатное стекло40

Процессы диффузионного насыщения Гф сводятся в камерных печах.

После химико-термической обработки контейнеры 1-3 и 4-6, для герметизации которых используются плавкие затворы предлагаемых составов I-ffl, открывают без особых усилий, не наблюдаеч ся спекания и окисления насыщенных смесей, а поэтому они могут быть многократно использованы без регенерации. Поверхность обработанных образцов различных материалов гладкая, чистая, без бледов окисления и налипания смеси. Ме аллографические исследования этих образцов показывают, что во всех случаях на них формируются качественные диффузионные слои, трещины и сколы отсутствуют.

Формула изобретения

1. Плавкий затвор для герметизации контейнеров при химико- гермической обработке, включающий натрийсиликатное

стекло и отработанный карбюризатор, отличающийся тем, что, с целью улучшения герметичности, снижения расхода насыщающей, смеси и облегчения разборки контейнера, он дополнительно содержит сварочный флюс при следующем соотношении компонентов, вес.%: Натрийсиликатное стекло 4О-50 Отработанный карбюризатор10-20

Сварочный фпюсОстальное

2. Способ герметизации контейнеров с использованием плавкого затвора по п. 1, отличающийся тем, что компоненты этого затвора располагают послойно в следующей последовательности: отработанный карбюризатор, сварочный флюс, натрийсиликатное стекло. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №524858, кл. С 23 С 9/О4, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 39644О, кл. С 23 С 9/О2, 1969.